① 와이브로 에볼루션
‘속도 높이고 데이터 전송량 늘리고’, 2008년 802.16m 국제표준 추진
국제전기통신연합은 ‘와이브로 에볼루션’ 기술을 WCDMA LTE(Long Term Evolution), MBWA와 함께 4G의 유력 후보로 선정했다.
이들 후보군이 현재 모바일 광대역 통신을 주도하고 있지만 완전한 4G를
구현하기 위해서는 지금의 기술 사양에 4G의 핵심 기술들인 MIMO·OFDM 등이 보강돼야 하며, 이러한 작업이 얼마나 성공리에
이뤄졌는가에 따라 4G의 주인이 될 수 있는 것이다.
와이브로 역시 이 경쟁에서 뒤지지 않기 위해 전자통신연구원(ETRI)과
통신장비 업체들이 전송 속도와 이동 속도, 전송 품질 등을 한 단계 끌어올리기 위한 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이것이
이른바 ‘와이브로2’로 불리기도 하는 와이브로 에볼루션이다.
◆멀티안테나·주파수효율향상 기술개발에 주력 = 와
이브로 에볼루션은 우선 고속전송 능력을 보강하기 위해 여러 개의 안테나를 이용함으로써 시스템의 대역폭을 증가시키지 않고도 하나의
안테나를 사용한 시스템보다 고속으로 데이터를 전송할 수 있는 MIMO(Multiple Input Multiple Output)
기술을 본격 접목할 계획이다.
예를 들어, 단말기의 경우 2개의 안테나를 물리적으로 통합해 하나로
만들어서 넣게 되면 기존 단말기의 크기에 변화를 주지 않고서도 성능이 크게 향상된다. ETRI 이동통신연구단의 안지환
무선시스템연구그룹장은 “현재의 와이브로의 단말기는 한 개의 안테나를 지원하지만, MIMO를 적용하면 하나의 단말기에 지원되는
전송 속도를 획기적으로 증대시킬 수 있다”고 말했다.
ETRI는 주파수 효율, 즉 주파수 당 데이터 전송량을 늘리는 기술 개발도 추진하고 있다. 이 기술 개발에 성공할 경우, 다른 조건은 그대로 둔 상태에서 더욱 대용량의 콘텐츠를 서비스할 수 있게 된다.
이와 함께 패킷의 헤더 크기를 줄이는 기술도 개발 중이다. “와이브로는
IP에 기반을 둔 기술이어서 전체 패킷 가운데서 헤더의 크기가 너무 크다. 이 헤더의 크기를 줄임으로써 패킷 당 더 많은 양의
데이터를 전송할 수 있다. 또한, MAC 계층의 오버헤드를 줄임으로써 시스템의 효율을 향상시키는 것도 중요한 기술적 과제다”라는
것이 ETRI의 설명이다.
이동성도 더욱 강화된다. 현재 와이브로는 시속 60~120km 정도로
움직이면서 유선 초고속인터넷 성능을 지원하고 있지만, 앞으로는 시속 300km 이상에서도 자유로운 인터넷 사용이 가능하도록
하겠다는 계획이다. 안지환 그룹장은 “이 부분은 4G의 주도권을 확보하는데 반드시 필요한 과제”라고 말했다.
◆성능개선으로 경제성 강화→시장지배력 높인다 = 이
러한 작업들은 와이브로의 경제성을 강화하는 측면에서도 큰 의의를 지니고 있다. 고급(대용량) 콘텐츠가 자꾸 늘어가는 현실에서
서비스 업체는 불가피하게 시스템을 확장할 수밖에 없는데, 더욱 고성능·대용량의 시스템을 이전과 같은 가격 또는 더 낮은 가격에
공급할 수 있어야 그 기술이 실제로 시장에서도 경쟁력 있는 기술로 자리 잡을 수 있기 때문이다.
업계 관계자는 “시스템 투자를 늘리면서 서비스를 업그레이드할 경우, 서비스
가격이 높아질 수밖에 없고 이런 구조로는 시장에서 경쟁력을 갖추기 힘들다”며, “시스템의 전송속도와 사용자당 데이터 전송량을
늘리는 작업들은 시장성을 뒷받침한다는 측면에서도 매우 중요하다”고 지적했다.
경제성 측면에서 중계기의 커버리지를 늘리는 문제도 ETRI가 주목하는
부분이다. ETRI 관계자는 “사용자가 적은 농촌 등지에 중계기를 많이 설치해야 한다면 서비스의 가격경쟁력이 낮아질 수밖에
없다”며, “중계기 간에 무선으로 멀티홉 네트워크를 구성해 적은 투자로 넓은 지역을 커버할 수 있어야 한다”고 설명했다.
멀티홉은(중계기 간의 통신을 예로 들 때) 하나의 중계기에서 다른 중계기와 통신을 함에 있어 신호가 여러 번을 뛰어 도달하게 함으로써 중간에 별도의 장치를 놓치 않고도 먼 거리에 있는 중계기에 도달할 수 있게 하는 방식을 뜻한다.
◆2007년 국내표준 완성, 2008년 국제표준에 도전 = 우
리 정부는 와이브로가 2005년 12월 IEEE802.16e를 기반으로 ‘모바일 와이맥스 포럼’의 국제표준으로 승인받은데
만족하지 않고, 2008년까지 와이브로 에볼루션을 개발해 802.16m(가칭) 국제표준을 추진한다는 방침이다. 특히 경쟁 관계에
있는 IEEE802.20이나 WCDMA LTE 보다 우수한 성능을 담보할 수 있는 규격을 개발하는 것이 목표다.
이에 따라,
▲ 시속 300Km 환경에서의 고속 이동성
▲ 멀티 안테나 기술
▲ IPv6 지원
▲ 모바일 IP 도입
▲ 멀티·브로드캐스팅 서비스 지원
▲ 전송 효율성 향상 등에 힘을 쏟고 있다.
ETRI와 업계는 내년 중반까지 국내 표준을 완성하고, 2008년까지는 세부기술 개발도 마무리함으로써 국제표준 제정에 대비한다는 계획이다.
안지환 그룹장은 “기존에 국제표준화 활동을 주도하던 기업들은 이미 자신들의
기술을 표준에 포함시키고 있기 때문에 새로운 제안에 매우 배타적일 수밖에 없다”면서, “이들을 설득시키려면 ‘서비스가 개선되기
위해 이러이러한 부분들이 해결돼야 한다’고 주장해야 하며, 그것을 입증할 기술적인 준비를 하고 있어야 한다”고 와이브로 에볼루션
개발의 의미를 설명했다.
한편, ETRI는 와이브로를 이용해서 브로드밴드 서비스를 더 쉽게, 더 유용하게 즐길 수 있도록 하기 위해 응용 애플리케이션과 응용 서비스를 개발하는 작업도 함께 추진할 계획이다.
② WCDMA LTE
100Mbps급 데이터 전송속도 지원 … 2010년 상용화 예상
SK텔레콤과 KTF가 올 상반기 3.5세대인 HSDPA를 상용화하면서 ‘화상이동전화시대’의 개막을 알렸다.
HSDPA 서비스는 기존 CDMA 1X에 비해 빠른 데이터 전송 속도가 핵심으로, 가입자들은 뮤직 비디오를 한 곡 다운로드 받는데 5분이 채 걸리지 않는다는 데 놀라움을 금치 못했다.
이동전화 사용자들은 이제 더욱 눈이 휘둥그레 할 일만 남았다. HSDPA를 넘어 훨씬 데이터 전송속도가 빠른 ‘WCDMA LTE(3G LTE)’라는 신기술이 등장을 앞두고 있기 때문이다.
◆이통망에서 진화하는 기술=WCDMA
LTE(롱텀 에볼루션)는 현 이동통신망에서 진화되는 기술로, 전 세계 무선기술표준화단체중 하나인 3GPP가 지난 2004년부터
본격적인 연구에 착수했다. 현재 에릭슨, 퀄컴, NTT도코모 등 세계적으로 명성을 얻고 있는 통신업체들이 워킹 그룹에 속속
참여하고 있는 상태다.
관련업계에 따르면, WCDMA LTE는 오는 2010년경이면 상용화가 가능할 것으로 내다보고 있다.
일부에서는 WCDMA LTE가 현 이동통신망을 기반으로 하고 있다는 점에서 4세대로 거론되는 기술 중 가장 영향력이 높을 것으로 내다보고 있다. 우리나라가 기술표준을 주도하고 있는 와이브로와 비교할 때, 이동성과 커버리지면에서 비교적 유리하다는 것이 일부의 주장이다.
KTF의 오성목 기술전략실장은 “보통
3.5세대는 HSDPA와 리비전A를 규정하는 반면, 이보다 진화한 3.9세대의 경우 LTE와 와이브로, 리비전C/D를
포괄하는데, 이동중 100Mbps, 정지 상태에서는 1G의 데이터 전송속도를 지원한다”고 설명했다.
◆영화 한편 다운로드 단 5분이면 가능=기술적인 측면에서 볼 때, WCDMA LTE는 와이브로 에볼루션이나 MBWA와 유사한 측면이 많다. 진화 경로만 다를 뿐이지, 결국 4세대에서는 하나로 규합된다는 결론은 바로 이러한 맥락인 셈이다.
WCDMA LTE는 우선, 4세대가 규정하는
서비스 속도인 이동 중 100Mbps, 정지 시에는 1Gbps 구현이 가능하다. 이는 현재 상용화된 WCDMA의 50배,
초고속인터넷 VDSL의 2배에 해당하는 것으로, HDTV급 대용량 멀티미디어 콘텐츠 구현이 가능하다. 즉, 두 시간 분량의 영화
한편을 다운로드할 경우 단 5분이 소요된다는 놀라운 결론이 나온다.
3.5세대인 HSDPA가 화상시대를 열었다면, WCDMA LTE는 그야말로 모바일영상 시대의 본격화를 의미하게 되는 것이다.
최근 발표된 WCDMA LTE 자료에 따르면,
WCDMA LTE는 ‘올IP(ALL IP)’를 백본으로 음성망과 데이터망을 하나로 묶게 되며, 현 이통망에서 진화되는 점을
감안해 기존 HSDPA 또는 WCDMA망과 연동이 유연하게 이뤄질 수 있다. 한마디로 끊김없는(Seamless)한 서비스가
가능하다는 것이다.
또한, 이 기술은 기존 5MHz로 한정된
대역폭을 1.25MHz에서 20MHz까지 변화 가능토록 하고 있으며, OFDM(Orthogonal Frequency
Division Multiplexing), 스마트 안테나 기술을 기반으로 한다.
한편, 우리나라에서는 WCDMA LTE 기술 개발을 위해 ETRI를 중심으로 삼성전자와 LG전자 등 주요 통신장비 업체들이 적극 나서고 있다.
③ MBWA
노트북·PDA 등 모바일기기에 이동성 부여 … 초고속인터넷과 동일한 속도 구현
4세대 기술 표준 중 하나로 거론되는 MBWA(Mobile Broadband Wireless Access)는 초고속 인터넷에 준하는 속도로 무선데이터 통신을 이용할 수 있는 기술 방식이다.
IEEE 802.20으로도 불리는 이 기술 역시 와이브로 에볼루션이나 WCDMA LTE와 마찬가지로 빠른 데이터 전송속도와 주파수 효율성, OFDM을 기반 기술로 하고 있다는 점은 동일하지만 태생이 다르다.
802.1X로 대변되는 무선랜 기술의 한계점으로 지적되어 온 이동성과 커버리지의 한계를 극복하자고 진행된 것이 바로 MBWA(IEEE 802.20) 기술인 것이다. 이에 따라, 이동통신보다는 휴대인터넷 개념에 더욱 가깝다.
◆휴대인터넷 개념=MBWA
의 기술 표준화는 초기에 표준화 단체인 IEEE 802.16 산하 특별그룹으로 출발했으나 인터넷 접속 시 유비쿼터스 및 이동성을
보장할 수 있는 장점과 802.16의 고정서비스와 달리 이동서비스라는 점이 인정되어 지난 2002년 12월부터 독립 그룹으로
새롭게 연구가 시작됐다.
특히, 퀄컴이 지난해 OFDM 원천기술을 확보하고 있는 플라리온을 8억 1800만 달러에 인수한 후 MBWA의 표준 채택을 위해 적극적으로 나서고 있는 상태다.
업계의 한 관계자는 “802.20 기술이 초기
802.16 진영에서 연구가 시작된 것과 달리 4G의 유력한 주자로 거론된 이유가 바로 유비쿼터스와 이동성 실현에 있다”며,
“802.16과 규격이 상호 비슷한 것처럼 보이지만 실제는 차원이 다른 기술”이라고 설명했다.
MBWA는 15Km 또는 그 이상의 반경 내에서 노트북, PDA, 기타 모바일 기기에 광대역 네트워킹을 제공, 기존 이동통신기술은 물론 와이브로 에볼루션 등과 경쟁할 것으로 업계는 이 기술을 주목하고 있다.
◆유비쿼터스·이동성 보장=이 기술은 3.5GHz 허가 대역을 이용, 최고시속 250Km의 이동 시에도 현재의 케이블이나 DSL 등을 기반으로 한 초고속 인터넷과 동일한 수준의 데이터 전송속도를 구현할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다.
초기에는 802.16에서 시작됐다는 점을 감안, 호환성을 유지하는 방식과 유지하지 않아도 되는 방식 등 두 가지 다른 원칙을 갖고 표준화가 진행되고 있다.
또한, 이 기술은 현재의 이동통신 시스템보다
2배이상 높은 주파수 효율을 목표로 하고 있는데, 고 주파수효율과 낮은 레이턴시로 고품질 무선 접속이 가능해 이동전화 이용자들이
유선과 동일한 품질의 무선 데이터 서비스를 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
